Что является бутылочным горлышком процессора. Мегагерцы в "бутылочном горлышке". Между двух мостов

Доброго времени суток!

Хороший день, ничего не предвещало плохого. Но вот пришла проблема - скорость работы какого-то приложения стала неприемлемо маленькой, причём ещё неделю/месяц/день назад всё было хорошо. Решить её надо быстро, потратив как можно меньше времени. Проблемный сервер на базе Windows Server 2003 или более поздней версии.

Надеюсь нижеследующая писанина будет достаточно краткой и понятной и к тому же полезной как для начинающих администраторов, так и для более серьёзных товарищей, ибо всегда можно найти что-то новое для себя. Не стоит сразу бросаться исследовать поведение приложения. Перво наперво стоит посмотреть, хватает ли производительности сервера на данный момент? Нет ли каких-нибудь «бутылочных горлышек», ограничивающих его производительность?

В этом нам поможет perfmon – достаточно мощный инструмент, идущий вместе с Windows. Начнём с того, что дадим определение «бутылочному горлышку» - это ресурс, который достиг своего предела по использованию. Обычно они возникают из-за некорректного планирования ресурсов, аппартных проблем или неправильного поведения приложения.

Если открыть perfmon, то мы увидим десятки и сотни всевозможных датчиков, и количество оных не способствует быстрому расследованию данной проблемы. Так что для начала выделим 5 основных возможных «бутылочных горлышек», чтобы сократить список исследуемых датчиков.

Это будут процессор, оперативная память, система хранения данных (HDD/SSD), сеть и процессы. Далее мы рассмотрим каждый из этих пунктов, какие датчики будут нам нужны и пороговые значения для них.

Процессор

Перегруженный задачами процессор явно не способствует быстрой работе приложений. Для изучения его ресурсов мы выделим только 4 датчика:

Processor\% Processor Time

Измеряет отношение времени работы процессора ко времени простоя в процентах. Самый понятный датчик, загрузка процессора. MS рекомендует менять процессор на более быстрый, если значение выше 85%. Но это зависит от многих факторов, надо знать свои потребности и особенности, т. к. данное значение может варьироваться.

Processor\% User Time

Показывает, сколько времени процессор проводит в user space. Если значение большое, то это означает, что приложения отнимают много процессорного времени, стоит взглянуть на них, т. к. назревает необходимость их оптимизации.

Processor\% Interrupt Time

Измеряет время, которое процессор затрачивает на ожидание ответа на прерывание. Данный датчик может показать наличие «железных» проблем. MS рекомендует начинать волноваться, если данное значение превышает 15%. Это означает, что какое-то устройство начинает отвечать очень медленно на запросы и его следует проверить.

System\Processor Queue Length

Показывает количество потоков в очереди, ожидающих своё время на исполнение. MS рекомендует задуматься над сменой процессора на имеющий большее количество ядер, если данное значение превышает кол-во ядер, помноженных на два.

Оперативная память

Нехватка оперативной памяти может сильно сказаться на общей производительности системы, заставляя систему активно использовать медленный HDD для своппирования. Но даже если вроде бы на сервере установлено много ОЗУ, память может «утекать». Утечка памяти - это неконтролируемый процесс уменьшения количества свободной памяти, связанный с ошибками в программах. Также стоит упомянуть, что для Windows объём виртуальной памяти есть сумма ОЗУ и файла подкачки.

Memory\% Committed Bytes in Use

Показывает использование виртуальной памяти. Если значение перевалило за 80%, то стоит подумать о добавлении ОЗУ.

Memory\Available Mbytes

Показывает использование ОЗУ, а именно количество доступных мегабайт. Если значение составляет менее 5%, то опять таки следует подумать о добавлении ОЗУ.

Memory\Free System Page Table Entries

Количество свободных элементов таблицы страниц. А оно ограничено, вдобавок в наши дни популярность обретают страницы в 2 и более МБ, вместо классических 4кБ, что не способствует их большому количеству. Значение менее 5000 может свидетельствовать об утечке памяти.

Memory\Pool Non-Paged Bytes

Размер данного пула. Это кусочек памяти ядра, который содержит важные данные и не может быть выгружен в swap. Если значение превысило 175 МБ, то, скорее всего, это утечка памяти. Обычно это сопровождается появлением событий 2019 в системном журнале.

Memory\Pool Paged Bytes

Аналогично предыдущему, но данную область можно выгружать на диск (swap), если они не используются. Для данного счётчика значения выше 250 МБ считаются критичными, обычно сопровождается появлением событий 2020 в системном журнале. Также говорит об утечке памяти.

Memory\Pages per Second

Количество обращений (запись/чтение) к page file в секунду по причине отсутствия необходимых данных в ОЗУ. И опять значение более 1000 намекает на утечку памяти.

Жёсткий диск

Достаточно важный элемент, который может внести существенную лепту в производительность системы.

LogicalDisk\% Free Space

Процент свободного места. Интересуют только разделы, содержащие системные файлы - ОС, файл/файлы подкачки и т.д. MS рекомендует позаботиться об увеличении дискового пространства, если свободного места осталось менее 15%, т. к. при критических нагрузках оно может резко закончиться (temp файлами, обновлениями Windows или тем же файлом подкачки). Но, как говориться, “it depends” и надо смотреть на реально доступный размер пространства, т.к. тот же файл подкачки может быть жёстко фиксирован, на temp"ы наложены квоты, запрещающие им разрастаться, а обновления раздаются порционно и редко, либо их нет вообще.

PhysicalDisk\% Idle Time

Показывает, сколько времени диск бездействует. Рекомендуется заменить диск на более производительный, если данный счётчик находится ниже 20% границы.

PhysicalDisk\Avg. Disk Sec/Read

Среднее время, необходимое жёсткому диску для чтения данных с самого себя. Выше 25мс - это уже плохо, для SQL сервера и Exchange рекомендуется 10мс и меньше. Рекомендация идентична предыдущей.

PhysicalDisk\Avg. Disk Sec/Write

Идентично PhysicalDisk\Avg. Disk Sec/Read, только для записи. Критический порог тоже равен 25мс.

PhysicalDisk\Avg. Disk Queue Length

Показывает среднее число I/O операций, ожидающих, когда жёсткий диск станет для них доступным. Рекомендуется начинать беспокоится, если данное число вдвое превышает кол-во шпинделей в системе (в случае отсутствия raid-массивов количество шпинделей равно количеству жёстких дисков). Совет прежний - более производительный HDD.

Memory\Cache Bytes

Объём памяти, используемый для кеша, часть которого является файловым. Объём более 300МБ может говорить о проблеме с производительностью HDD или о наличии приложения, активно использующего кеш.

Сеть

В современном мире без неё никуда - огромное количество данных транслируются именно по сети.

Network Interface\Bytes Total/Sec

Кол-во данных, передаваемых (send/receive) через сетевой адаптер. Значение, превосходящее 70% от пропускной способности интерфейса, говорит о возможной проблеме. Нужно либо заменить карту на более производительную, либо добавить ещё одну для разгрузки первой.

Network Interface\Output Queue Length

Показывает число пакетов, стоящих в очереди на отправку. Если значение перевалило за 2, то стоит подумать о замене карты на более производительную.

Процессы

Производительность сервера может катастрофически упасть, если имеется неоптимизированное приложение или приложение начинает вести себя «неправильно».

Process\Handle Count

Количество дескрипторов, обрабатываемых процессом. Это могут быть как файлы, так и ключи реестра. Количество оных, превышающее 10000 может служить показателем неправильной работы приложения.

Process\Thread Count

Количество потоков внутри процесса. Стоит внимательнее изучить поведение приложения, если разница между минимальным и максимальным числом оных превысит 500.

Process\Private Bytes

Показывает кол-во памяти, выделяемое процессом, которое не может быть предоставлено другим процессам. Если колебание данного показателя превысит 250 между минимумом и максимумом, то это говорит о возможной утечке памяти.

У большинства вышеприведённых счётчиков нет чёткого показателя того, что в системе появилось «бутылочное горлышко». Все приведённые значения строились по среднестатистическим результатам и могут варьироваться для различных систем в широком диапазоне. Чтобы воспользоваться данными счётчиками грамотно, мы должны знать хотя бы показатели системы при её нормальной работе. Это называется baseline performance – perfmon лог, снятый с работающей свежеустановленной (последнее необязательно, никогда не поздно снять данный лог или вести учёт изменения baseline производительности в долгосрочной перспективе) системы, не имеющей проблем. Это достаточно важный момент, часто многими опускаемый, хотя в будущем он может серьёзно сократить возможный простой системы и в явной форме ускорить анализ полученных данных из приведённых выше счётчиков.

Взято с https://ru.intel.com/business/community/?automodule=blog&blogid=57161&sh...

При сборке игрового ПК самой дорогой частью является видеокарта, и хочется, чтобы она по полной отрабатывала свои деньги. Тогда встает вопрос: какой надо выбрать процессор для этой видеокарты, чтобы он не ограничивал ее в играх? В этой дилемме вам поможет наш специально подготовленный материал.

Введение

Так выходит, что главным в компьютере является процессор и он командует всем остальным. Именно он и дает распоряжения вашей видеокарте об отрисовке тех или иных объектов, а также рассчитывает физику объектов (даже с некоторые операции считает процессор). Если видеокарта не работает на полную мощь, а процессор уже не может быстрее, то возникает эффект «бутылочного горлышка» (bottleneck), когда производительность системы ограничивается самым слабым ее компонентом.

В реальности всегда есть операции, когда видеокарта вообще не напрягается, а проц пашет на полную, но мы здесь говорим об играх, так что будем рассуждать в этой парадигме.

Как распределяется нагрузка между процессорами и видеокартой?

Надо отметить, что с изменением настроек в игре меняется соотношение загруженности процессора и видеокарты.

При увеличении разрешения и настроек графики нагрузка на видеокарту возрастает быстрее, чем на процессор. Это значит, что если на более малых разрешениях процессор не является бутылочным горлышком, то и на более больших тоже не будет.

С уменьшением разрешения и настоек графики все наоборот: нагрузка на процессор при просчете одного кадра почти не меняется, а видеокарте становится значительно легче. В такой ситуации процессор с большей вероятностью станет бутылочным горлышком.

Каковы признаки bottleneck?

Для проведения теста нужна программа . Вам нужно смотреть на график «Загрузка ГП».

Также нужно знать нагрузку на процессор. Это можно сделать в мониторинге системы в диспетчере задач, там есть график нагрузки процессора.

Итак, каковы же признаки того, что процессор не раскрывает видеокарту ?

• Нагрузка ГП не близка к 100%, а нагрузка ЦП все время около этой отметки
• График нагрузки ГП сильно скачет (может быть плохо оптимизированная игра)
• При изменении настроек графики, FPS не меняется

Именно по этим признакам вы можете узнать, имеет ли место bottleneck в вашем случае?

Как разобраться с выбором процессора?

Для этого советую вам смотреть тесты процессоров в нужной вам игре. Есть сайты, которые специально занимаются этим ( , ).

Пример теста в игре Tom Clancy’s The Division:

Обычно при тестировании процессоров в разных играх указываются настойки графики и разрешение. Подбираются такие условия, чтобы бутылочным горлышком был процессор. В такой случае можно узнать на какое количество кадров в данном разрешении способен тот или иной процессор. Таким образом можно и сравнивать процессоры между собой.

Игры бывают разные (капитан очевидность) и требования к процессору у них могут быть разными. Так, в одной игре все будет хорошо и процессор будет без проблем справляться со сценами, а в другой видеокарта будет прохлаждаться в то время, как процессор будет с большим трудом выполнять свои задачи.

Сильнее всего на это влияют:

• сложность физики в игре
• сложная геометрия пространства (много больших зданий с множеством деталей)
• искусственный интеллект

Наши советы

• Советуем вам при выборе ориентироваться именно на такие тесты с нужными вам настройками графики и нужным вам FPS (какие потянет ваша карта).
• Желательно смотреть по самым требовательным играм, если хотите быть уверены в том, что будущие новинки будут хорошо работать.
• Можете также брать процессор с запасом. Сейчас игры хорошо работают даже на чипах 4-летней давности (), а это значит, что хороший процессор сейчас будет еще очень долго радовать вас в играх.
• Если FPS в игре нормальный, а нагрузка на видеокарту низкая, нагрузите ее. Повысьте настройки графики так, чтобы видеокарта трудилась на полную.
• При использовании DirectX 12 нагрузка на процессор должна немного снизиться, что уменьшит требования к нему.

В последней версии Windows появилась функция определения рейтинга мощности для разных компонентов ПК. Это дает общее представление о производительности и узких местах системы. Но здесь вы не найдете никаких подробностей о скоростных параметрах комплектующих. Кроме того, эта диагностика не позволяет провести стресс-тест оборудования, что бывает полезно для понимания пиковых нагрузок во время запуска современных игр. Сторонние бенчмарки семейства 3DMark также дают только оценочную характеристику в условных баллах. При этом не секрет, что многие из производителей компьютерного железа оптимизируют работу видеокарт и прочих компонентов таким образом, чтобы получить максимальное количество баллов именно при прохождении 3DMark. Эта программа даже позволяет сравнить производительность вашего оборудования с аналогичным из ее базы, но конкретных значений вы не получите.

Поэтому тестирование ПК следует производить отдельно, учитывая не только оценку производительности бенчмарком, но и реальные технические характеристики, зафиксированные в результате проверки оборудования. Мы подобрали для вас комплект утилит (как платных, так и бесплатных), позволяющих получить конкретные результаты и выявить слабые звенья.

Скорость обработки изображения и 3D

Тестирование видеокарт - один из важнейших этапов при оценке мощности ПК. Производители современных видеоадаптеров оснащают их специальным ПО и драйверами, позволяющими использовать GPU не только для обработки изображения, но и других вычислений, например при кодировании видео. Поэтому единственный надежный способ узнать, насколько эффективно обрабатывается компьютерная графика, - прибегнуть к специальному приложению, которое измеряет производительность устройства.

Проверка стабильности видеокарты

Программа : FurMark 1.9.1 Сайт : www.ozone3d.net Программа FurMark - это одно из самых быстрых и простых средств для проверки работы видеоадаптера. Утилита тестирует производительность видеокарты, беря за основу технологию OpenGL. Алгоритм предлагаемой визуализации задействует многопроходный рендеринг, каждый слой которого основан на GLSL (шейдерный язык OpenGL).

Чтобы нагрузить процессор видеокарты, данный бенчмарк визуализирует абстрактную трехмерную картинку с тором, покрытым мехом. Необходимость обработать большое количество волос приводит к максимально возможной загруженности устройства. FurMark проверяет стабильность работы видеокарты, а также показывает изменения температурных показателей устройства при увеличении нагрузки.

В настройках FurMark можно указать разрешение, при котором будет проводиться тестирование «железа», а по его завершении программа представит краткий отчет о конфигурации ПК с итоговой оценкой в условных баллах. Это значение удобно использовать при общем сравнении производительности нескольких видеокарт. Также можно проверить «дежурные» разрешения 1080p и 720p.

Виртуальная стереопрогулка

Программа : Unigine Heaven DX11 Benchmark Сайт : www.unigine.com Один из самых верных способов проверить, на что способен новый компьютер, - запускать на нем игры. Современные игры полностью задействуют аппаратные ресурсы - видеокарту, память и процессор. Однако далеко не у всех есть возможность и желание тратить время на подобные развлечения. Вместо этого можно использовать программу Unigine Heaven DX11 Benchmark. Данный тест основан на игровом движке Unigine (на нем построены такие игры, как Oil Rush, Dilogus: The Winds of War, Syndicates of Arkon и другие), поддерживающем графические API (DirectX 9, 10, 11 и OpenGL). После его запуска программа создаст демонстрационную визуализацию, прорисовывая виртуальное окружение в режиме реального времени. Пользователь увидит короткометражный ролик, который будет включать в себя виртуальную прогулку по фэнтезийному миру. Эти сцены создаются силами видеокарты. Помимо трехмерных объектов движок имитирует сложное освещение, моделируя глобальную систему с многократными отражениями лучей света от элементов сцены.

Тестирование компьютера можно производить в режиме стерео, причем в настройках бенчмарка позволяется выбрать стандарт объемного видеоизображения: анаглифное 3D, раздельный вывод кадров для правого и левого глаз и т. д.

Несмотря на то что в названии программы упомянута одиннадцатая версия DirectX, это не означает, что Unigine Heaven предназначен только для современных видеокарт. В настройках этого теста можно выбрать одну из более ранних версий DirectX, а также установить приемлемый уровень детализации картинки и указать качество прорисовки шейдеров.

Обнаружение слабого звена

В ситуации, когда пользователя охватывает желание увеличить производительность своего компьютера, может возникнуть вопрос: какой компонент самый слабый? Что сделает компьютер более быстрым - замена видеокарты, процессора или установка огромного объема оперативной памяти? Чтобы дать ответ на этот вопрос, необходимо протестировать отдельные компоненты и определить в текущей конфигурации «слабое звено». Найти его поможет уникальная в своем роде мультитестирующая утилита.

Имитатор нагрузок

Программа : PassMark PerformanceTest Сайт : www.passmark.com PassMark PerformanceTest анализирует практически любое устройство, присутствующее в конфигурации ПК, - от материнской платы и памяти до оптических приводов.

Особенностью PassMark PerformanceTest является то, что программа использует большое количество разных задач, скрупулезно измеряя производительность компьютера в разных ситуациях. В определенный момент может даже показаться, что кто-то взял управление системой в свои руки - произвольным образом открываются окна, выполняется прокрутка их содержимого, выводятся на экран изображения. Все это результат работы бенчмарка, который имитирует выполнение наиболее типичных задач, обычно востребованных в Windows. При этом проверяется скорость компрессии данных, фиксируется время, необходимое для шифрования информации, применяются фильтры к фотографиям, устанавливается скорость визуализации векторной графики, проигрываются короткие демонстрационные трехмерные ролики и т. д.

В конце тестирования PassMark PerformanceTest выдает суммарную оценку в баллах и предлагает сравнить этот результат с данными, полученными на ПК с разной конфигурацией. По каждому из проверенных параметров приложение создает диаграмму, на которой очень хорошо видны слабые комплектующие компьютера.

Проверка дисковой системы

Пропускная способность дисковой системы может быть самым узким местом в производительности ПК. Поэтому, знать реальные характеристики этих комплектующих чрезвычайно важно. Тестирование винчестера позволит не только определить его скорости чтения и записи, но и покажет, насколько надежно работает устройство. Для проверки накопителя мы рекомендуем попробовать две небольшие утилиты.

Экзамены для HDD

Программы : CrystalDiskInfo и CrystalDiskMark Сайт : http://crystalmark.info/software/index-e.html Эти программы созданы одним разработчиком и отлично дополняют друг друга. Обе они бесплатные и могут работать без установки на компьютер, непосредственно с флешки.

В большинстве жестких дисков реализована технология самодиагностики SMART, позволяющая спрогнозировать возможные неисправности в работе накопителя. С помощью программы CrystalDiskInfo можно оценить реальное состояние вашего HDD в плане надежности: она считывает данные SMART, определяет количество проблемных секторов, число ошибок позиционирования считывающей головки, время, необходимое на раскрутку диска, а также текущую температуру устройства. Если последний показатель слишком высок, то ресурс работы носителя до отказа будет весьма коротким. Программа также показывает версию прошивки и предоставляет данные о продолжительности использования жесткого диска.

CrystalDiskMark - это небольшое приложение, измеряющее скорости записи и чтения. Данный инструмент для проверки дисков отличается от аналогичных утилит тем, что дает возможность использовать различные условия записи и чтения данных - например, измерять показания для блоков разного размера. Также утилита позволяет задать число проводимых тестов и объем данных, используемых для них.

Спидометр для веб-серфинга

Реальная скорость сетевого соединения обычно отличается от той, что указана в его настройках или заявлена провайдером, причем, как правило, в меньшую сторону. На быстроту передачи данных может влиять масса факторов - уровень электромагнитных помех в поме щении, число пользователей, одновременно работающих в сети, качество кабеля и т. д.

Оценка скорости сети

Программа : SpeedTest Сайт : www.raccoonworks.com Если вы хотите узнать реальную скорость передачи данных в вашей локальной сети, вам поможет программа SpeedTest. Она позволяет определить, придерживается ли провайдер заявленных параметров. Утилита измеряет скорость передачи данных между двумя рабочими машинами пользователей, а также между удаленным сервером и личным компьютером.

Программа состоит из двух частей - серверной и клиентской. Чтобы измерить скорость передачи информации от одного компьютера к другому, первому пользователю необходимо запустить серверную часть и указать произвольный файл (желательно большого размера), который будет использоваться для теста. Второй участник испытаний должен запустить клиентскую составляющую и указать параметры сервера - адрес и порт. Оба приложения устанавливают соединение и начинают обмениваться данными. В процессе передачи файла SpeedTest строит графическую зависимость и собирает статистические данные о времени, которое понадобилось для копирования данных по сети. Если тестировать несколько удаленных ПК, программа будет раз за разом добавлять новые кривые на построенный график.

Кроме того, SpeedTest проверит скорость работы Интернета: в режиме «Web Page» программа тестирует соединение с любым сайтом. Этот параметр также можно оценить, зайдя на специализированный ресурс http://internet.yandex.ru.

Сбои в работе оперативной памяти могут проявляться не сразу, а при определенных нагрузках. Чтобы быть уверенным, что подобранные модули не подведут вас в любой ситуации, лучше их как следует протестировать и выбрать самые быстрые.

Мем-олимпиада

Программа : MaxxMEM2 - PreView Сайт : www.maxxpi.net Эта программа предназначена для проверки скорости работы памяти. За очень короткий период она выполняет несколько тестов: замеряет время копирования данных в ОЗУ,определяет скорости чтения и записи данных, показывает параметр латентности памяти. В настройках утилиты можно задать приоритет теста, а результат сравнить с актуальными значениями, полученными другими пользователями. Из меню программы можно быстро перейти к онлайновой статистике на официальном сайте MaxxMEM2 и узнать, какая память является самой производительной.

Для звука скорость не главное

При тестировании большинства устройств, как правило, важна скорость обработки данных. А вот в отношении звуковой карты это не является главным показателем. Для пользователя гораздо важнее проверить характеристики аналогового и цифрового аудиотракта - узнать, насколько искажается звук при воспроизведении и записи, измерить уровень шума и т. д.

Сравнение с эталоном

Программа : RightMark Audio Analyzer 6.2.3 Сайт : http://audio.rightmark.org Создатели этой утилиты предлагают несколько способов проверки аудиопоказателей. Первый вариант - самодиагностика звуковой карты. Устройство воспроизводит через аудиотракт тестовый сигнал тут же его записывает. Волновая форма полученного сигнала в идеале должна соответствовать оригиналу. Отклонения свидетельствуют об искажениях звука установленной в вашем ПК аудиокартой.

Второй и третий способы тестирования более точны - с помощью эталонного генератора звукового сигнала или при помощи дополнительной звуковой карты. В обоих случаях качество источника сигнала принимается за эталон, хотя определенную погрешность дополнительные устройства также вносят. При использовании второй аудиокарты фактор искажения сигнала на выходе должен быть минимальным - устройство должно иметь лучшие характеристики, чем у тестируемой звуковой карты. В конце проверки можно также определить такие параметры, как частотные характеристики аудиоплаты, ее уровень шума, выдаваемые гармонические искажения и т. д.

Помимо основных функций, доступных в бесплатной редакции, в более мощной версии программы RightMark Audio Analyzer 6.2.3 PRO также присутствуют поддержка профессионального ASIO-интерфейса, в четыре раза более детальное разрешение спектра и возможность использования прямой передачи данных Kernel Streaming.

Важно, чтобы никто не мешал

При проведении любого теста производительности следует помнить, что на его конечные результаты влияет множество факторов, в особенности работа фоновых служб и приложений. Поэтому для максимально точной оценки ПК рекомендуется предварительно отключать антивирусный сканер и закрывать все запущенные приложения, вплоть до почтового клиента. И, конечно, чтобы избежать погрешностей в измерениях, следует прекратить всякую работу, пока программа не завершит тестирование оборудования.